Question

（1）Na₂CO₃溶液中滴加酚酞呈红色，原因是____________________（用离子方程式表示）。加热后颜色变________（填“深”或“浅”），0.1mol/L Na₂CO₃溶液和，0.1mol/L NaHCO₃溶液比较，水的电离程度前者________后者（填“＞”“等于”或“＜”）。

（2）已知H₂O₂是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO₂^－形式存在。目前研究比较热门的Al-H₂O₂电池，其电池总反应为2Al+3HO₂^－=2AlO₂^－+OH^－+H₂O。现以Al—H₂O₂电池电解尿素的碱性溶液制备氢气，尿素的结构简式为：（右池中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极）。试回答下列问题：

①右池是____________池；

②电极b是_______极，其电极反应式为__________________。

③通电2min后，Al电极质量减轻2.7g，则产生N₂的体积为__________（标准状况）。

Answer

CO32－+H2OHCO3－+OH－ 深 ＞ 电解 正 HO2－+2e—+H2O=3OH－ 1.12L

【解析】（1）Na2CO3为强碱弱酸盐，水解呈碱性，在溶液中存在CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，水解过程为吸热过程，加热温度升高，使CO32-水解平衡右移，c（OH-）增大，溶液碱性增强，所以红色加深；碳酸钠中碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢钠中碳酸氢根离子的水解程度，所以碳酸钠的碱性强，pH大，其中水的电离程度大；

电解时，电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成氮气的电极是阳极，生成氢气的电极是阴极，则Al是负极、b为正极，c为阳极，d为阴极；

（2）右池是电解池；

（3）根据以上分析，电极b是正极，电极反应式为HO2-+2e-+H2O=3OH-；

（4）每消耗2.7g Al，则转移0.3mol电子，电解池阳极中氮元素化合价由-3价变为0价，在可生成0.05mol氮气，理论上产生气体体积为1.12L。

点睛：明确元素化合价变化是解本题关键，根据元素化合价变化与阴阳极的关系来分析解答，电解时，电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成氮气的电极是阳极，生成氢气的电极是阴极，则Al是负极、b为正极，c为阳极，d为阴极，H2O2-Al燃料电池工作时，Al为负极被氧化，H2O2为正极被还原，电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液，CO（NH2）2在阳极被氧化，氢离子在阴极被还原，以此解答该题。